汽车电子中的直流充电桩上电源、CAN、RS485、RS232的隔离应用

直流充电桩是一个典型的强弱电结合的电子系统，充电功率流的强电部分跟后台的控制、显示、通讯、计费等弱电系统集合在一起，EMC和可靠性兼顾的问题比较棘手。下面简要描下电源、CAN、RS485/232的隔离在直流桩上的应用。 图 1 充电桩示意图 一、直流桩的主要通信方式 1、CAN-bus：根据GB/T 20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置》的规范，直流桩与电动汽车通过CAN接口进行通信，每一个充电插头都有CAN接口。一桩两充、一桩四充则有多个CAN接口。同时，控制单元和充电机之间一般也通过CAN通信，控制整个充电的过程。 在汽车电子领域，直流充电桩是电动汽车充电基础设施的关键组成部分。它涉及到电力传输的强电部分以及控制、通信和计费的弱电系统。由于强弱电的结合，直流充电桩需要面对电磁兼容（EMC）和可靠性方面的挑战。本文将探讨直流充电桩上电源、CAN总线、RS485和RS232接口的隔离应用。 直流充电桩的主要通信方式之一是使用CAN-bus（控制器局域网络）。根据GB/T 20234.1-2015标准，充电桩与电动汽车之间通过CAN接口进行交互，每个充电插头配备一个CAN接口。在支持多个充电端口的充电桩中，需要多个CAN接口以实现多辆车同时充电。此外，充电桩的控制单元和充电机之间也利用CAN总线进行通信，以控制整个充电过程的进行。 RS485接口用于电能表、绝缘检测和控制单元之间的通信，完成电量统计、计费和漏电检测等功能。RS232接口则常用于连接刷卡器、微型打印机等组件，实现身份识别、扣费和账单打印等操作。此外，现代充电桩还可能采用Wi-Fi、GPRS和工业以太网等通信方式，以实现远程监控、系统升级和数据管理。 在直流充电桩上，电源、CAN、RS485和RS232的隔离应用解决方案至关重要。为了应对充电桩内部的大功率充电机产生的电磁干扰，通信模块需要具备良好的电磁兼容性能，并通过隔离降低子系统间的干扰。同时，总线防护也是关键，因为充电枪的频繁连接和断开可能引发静电放电、瞬态电压变化和电火花干扰，需要对CAN接口进行充分的保护。 考虑到充电桩可能面临的宽泛温度范围，通信模块需要能在-35℃至+70℃的环境中稳定工作。低故障率是另一个重要指标，以确保充电桩能够在各种环境中持续、稳定地为电动汽车充电。 ZLG公司的CTM系列CAN隔离模块、RSM系列RS485和RS232隔离产品可以满足这些需求。这些模块具有高共模抑制能力，可在恶劣电磁和温度条件下保持稳定工作。例如，CTM1051KT模块的隔离电压高达3500VDC，工作温度范围支持-40℃至+105℃。 在需要多个CAN接口的情况下，可以采用CSM100L系列UART转CAN模块进行扩展。该模块提供2500VDC的隔离，并符合ISO11898标准，支持5Kbps至1Mbps的传输速率，通过UART接口即可实现与CAN设备的通信。 直流充电桩的通信和隔离技术对于确保安全、高效和可靠的充电体验至关重要。通过采用合适的技术和产品，可以有效地解决强弱电结合带来的问题，满足充电桩在复杂环境下的各项需求。